KR20160070636A - Device for controlling migration in a distributed cloud environment and method for controlling migration using the same - Google Patents

Device for controlling migration in a distributed cloud environment and method for controlling migration using the same Download PDF

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KR20160070636A
KR20160070636A KR1020140177839A KR20140177839A KR20160070636A KR 20160070636 A KR20160070636 A KR 20160070636A KR 1020140177839 A KR1020140177839 A KR 1020140177839A KR 20140177839 A KR20140177839 A KR 20140177839A KR 20160070636 A KR20160070636 A KR 20160070636A
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허의남
손아영
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경희대학교 산학협력단
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Abstract

A migration control method under a distributed cloud environment according to the present invention includes a method of allowing a migration control device to control migration of a virtual machine for resource allocation under the distributed cloud environment. The method includes the steps of: measuring and monitoring an amount of used resources of virtual machines of a data center in the unit of time; detecting a hotspot, in which the measured amount of the used resources exceeds a preset threshold value, and selecting a target virtual machine, which performs the migration in a server detected as the hotspot; and performing the migration from the server, which is detected as the hotspot, to a movement target server by taking the rate of utilization of resources by the target virtual machine.

Description

분산 클라우드 환경에서의 마이그레이션 제어 장치 및 이를 이용한 마이그레이션 제어 방법{DEVICE FOR CONTROLLING MIGRATION IN A DISTRIBUTED CLOUD ENVIRONMENT AND METHOD FOR CONTROLLING MIGRATION USING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a migration control apparatus in a distributed cloud environment, and a migration control method using the same. BACKGROUND ART [0002]

본 발명은 분산 클라우드 환경에서의 마이그레이션 제어 장치 및 이를 이용한 마이그레이션 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a migration control apparatus in a distributed cloud environment and a migration control method using the same.

최근 클라우드 서비스의 고객 수요는 세계적으로 증가하는 추세이다. 클라우드 서비스 공급자들은 증가하는 고객 수요에 대응하기 위하여, 여러 지역에 데이터 센터를 구축하여 시스템의 규모를 확장시키고 있다. 하지만, 지역적으로 분산된 데이터센터 들을 운영하는 클라우드 환경에서의 자원 부하는 응답속도에 많은 영향을 끼치게 된다.   Recently, customer demand for cloud services has been increasing worldwide. Cloud service providers are expanding the scale of their systems by deploying data centers in multiple locations to meet growing customer demand. However, resource loads in cloud environments operating geographically dispersed data centers have a significant impact on response speed.

그리고, 기존의 연구들은 전체 마이그레이션 시간을 줄이고 있으나, 여전히 오버헤드가 발생하고 있고, 전체 마이그레이션 시간이 느린 단점이 있다. 그리고, 종래 기술은 서비스 대기시간 시간이 발생하게 되는데 이를 고려되지 않아 전체적으로 시스템의 부하가 큰 상황에서는 응용 프로그램의 성능을 정확하게 예측하지 못하고 있으며 동적으로 자원을 할당하지 못한다는 문제점도 가지고 있다.   In addition, existing studies have reduced the overall migration time, but still suffer from overhead and slow overall migration time. In the prior art, service latency time occurs. However, since the service latency time is not considered, the performance of the application program can not be accurately predicted and the resource can not be allocated dynamically in a situation where the load of the system as a whole is large.

또한, 현재 데이터 센터들은 단일 데이터 센터가 아닌 분산되어 있는 클라우드 환경이므로, 이와 같은 분산 클라우드 환경에서 다른 지역으로 이동하는 경우에 끊김 없는 서비스를 제공할 수 있는 기술이 요구된다.Also, current data centers are not a single data center but a dispersed cloud environment. Therefore, there is a need for a technology capable of providing seamless services when moving from such a distributed cloud environment to another region.

본 발명은 분산 클라우드 환경에서 사용자가 지역을 이동하더라도 기존의 서비스를 연속적으로 제공할 수 있는 마이그레이션 제어 장치 및 이를 이용한 마이그레이션 제어 방법을 제안하고자 한다.The present invention proposes a migration control apparatus and a migration control method using the same that can continuously provide existing services even when a user moves in a distributed cloud environment.

본 발명의 분산 클라우드 환경에서의 마이그레이션 제어 방법은 마이그레이션 제어 장치가 분산 클라우드 환경에서 자원할당을 위해 가상머신의 마이그레이션을 제어하는 방법에서, 데이터센터의 가상머신들의 자원 사용량을 시간단위로 측정하여 모니터링하는 단계, 측정된 상기 자원 사용량이 기설정된 임계값을 초과하는 핫스팟을 감지하고, 상기 핫스팟으로 감지된 서버 내에서 마이그레이션을 실시할 타겟 가상머신을 선정하는 단계, 그리고 상기 타겟 가상머신의 자원 이용률을 고려하여 상기 핫스팟으로 감지된 서버에서 이동 대상 서버로 마이그레이션하는 단계를 포함한다.A migration control method in a distributed cloud environment according to the present invention is a method of controlling migration of a virtual machine for resource allocation in a distributed cloud environment in a migration control apparatus, wherein the migration control apparatus measures and monitors resource usage of virtual machines in a data center on a time- Detecting a hot spot in which the measured resource usage exceeds a preset threshold value and selecting a target virtual machine to be migrated in the server detected as the hot spot, and considering the resource utilization rate of the target virtual machine And migrating from the server detected as the hot spot to the mobile server.

상기 모니터링하는 단계는, 상기 가상머신들에 대한 CPU 사용량 및 메모리 사용량을 시간 단위로 측정하고, 서비스 실행 시간을 예측하는 단계를 포함할 수 있다.The monitoring may include measuring CPU usage and memory usage for the virtual machines in units of time and predicting the service execution time.

상기 타겟 가상머신을 선정하는 단계는, 상기 핫스팟으로 감지된 서버 내에서 가상머신들의 상기 서비스 실행시간 및 상기 자원 사용량을 고려해서 핫스팟의 원인이 된 가상머신과 자원을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.The step of selecting the target virtual machine may include a step of determining a virtual machine and a resource that have caused a hot spot in consideration of the service execution time and the resource usage of virtual machines in the server detected as the hot spot .

상기 서비스 실행시간은, 대기 예측 시간을 포함하며, 상기 대기 예측 시간은, 포아송 분포 또는 지수분포에 따라 구해진 서비스 발생량 또는 서비스 도착률에 따른 서비스 이용률을 이용하여 도출할 수 있다.The service execution time includes an atmospheric predicted time, and the atmospheric predicted time can be derived using a service utilization rate according to a service generation amount or a service arrival rate obtained according to a Poisson distribution or an exponential distribution.

상기 마이그레이션하는 단계는, 가상머신들의 자원 이용률을 비교하고 상기 자원 이용률이 높은 가상머신에 우선순위를 부여하는 단계를 포함할 수 있다.The migrating may include comparing the resource utilization of the virtual machines and prioritizing the virtual machines with the highest resource utilization.

본 발명의 분산 클라우드 환경에서의 마이그레이션 제어 장치는 분산 클라우드 환경에서 가상머신들의 자원 사용량을 시간단위로 측정하여 모니터링하는 모니터링부, 상기 자원 사용량을 이용해 핫스팟을 감지하고, 상기 핫스팟으로 감지된 서버 내에서 마이그레이션을 실시할 타겟 가상머신을 선정하는 선정부, 그리고 상기 타겟 가상머신의 자원 이용률을 고려하여 상기 핫스팟으로 감지된 서버에서 이동 대상 서버로 마이그레이션하도록 제어하는 제어부를 포함한다.A migration control apparatus in a distributed cloud environment according to the present invention includes a monitoring unit for monitoring and monitoring resource usage of virtual machines on a time-by-time basis in a distributed cloud environment, a server for detecting hot spots using the resource usage, A selection unit for selecting a target virtual machine to be migrated, and a control unit for controlling the migration from the server detected as the hot spot to the movement target server in consideration of the resource utilization rate of the target virtual machine.

상기 선정부는, 모니터링된 자원 사용량을 기설정된 임계값과 비교하고, 임계값을 초과하는 서버를 핫스팟으로 감지하는 핫스팟 감지부, 그리고 상기 핫스팟으로 감지된 서버 내에서 가상머신들의 서비스 실행시간 및 상기 자원 사용량을 고려해서 핫스팟의 원인이 된 가상머신 또는 자원을 결정하는 가상머신 결정부를 포함할 수 있다.The selection unit may include a hot spot detection unit for comparing monitored resource usage with a predetermined threshold value and detecting a server as a hot spot that exceeds a threshold value and a service execution time of the virtual machines in the server detected as the hot spot, And a virtual machine determination unit for determining a virtual machine or a resource that has caused the hot spot in consideration of the usage amount.

상기 제어부는, 마이그레이션할 가상머신들 중에 자원 이용률이 높은 가상머신에 우선 순위를 부여하고, 상기 우선 순위가 높은 가상머신을 우선적으로 마이그레이션 하도록 제어할 수 있다.The control unit may assign a priority to a virtual machine having a high resource utilization rate among the virtual machines to be migrated and control to preferentially migrate the virtual machine having a high priority.

본 발명에 따르면, 분산 클라우드 환경에서 대기 시간이나 실행 시간과 자원 상태를 복합적으로 고려하여 타겟 가상머신을 결정함으로써, 마이그레이션을 위한 대기 시간을 최소화하면서 QoS를 보장하고 성능을 향상시켜 효율을 높일 수 있는 환경을 제공한다. According to the present invention, by determining the target virtual machine in consideration of the waiting time, the execution time and the resource status in the distributed cloud environment, it is possible to guarantee the QoS while minimizing the waiting time for migration, Environment.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 마이그레이션 제어 장치의 구조를 간략히 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따라 마이그레이션 제어 장치가 타겟 가상머신을 결정하여 마이그레이션을 수행하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따라 분산 클라우드 환경에서 마이그레이션하는 예를 도시한 도면이다.
도 4는 종래기술과 본 발명의 한 실시예에 따른 마이그레이션 시간을 비교한 도면이다.FIG. 1 is a view briefly showing a structure of a migration control apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart briefly illustrating a process of determining a target virtual machine and performing a migration according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of migration in a distributed cloud environment according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram comparing migration times according to an embodiment of the present invention and the related art.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Also, the terms of " part ", "... module" in the description mean units for processing at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software.

이제 도 1 내지 도 4를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 분산 클라우드 환경에서의 마이그레이션 제어 장치 및 이를 이용한 마이그레이션 제어 방법에 대하여 상세하게 설명한다.A migration control apparatus in a distributed cloud environment and a migration control method using the same according to an embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4. FIG.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 마이그레이션 제어 장치의 구조를 간략히 도시한 도면이다. 이때, 마이그레이션 제어 장치는 본 발명의 실시예에 따른 설명을 위해 필요한 개략적인 구성만을 도시할 뿐 이러한 구성에 국한되는 것은 아니다.FIG. 1 is a view briefly showing a structure of a migration control apparatus according to an embodiment of the present invention. At this time, the migration control device only shows the schematic configuration necessary for the explanation according to the embodiment of the present invention, and is not limited to this configuration.

도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 마이그레이션 제어 장치는 분산 클라우드 환경에서 대기시간과 자원의 상태를 복합적으로 고려하여 타겟을 선정하고 마이그레이션(migration)을 수행하도록 제어한다. 그리고, 본 발명의 한 실시예에 따른 마이그레이션 제어 장치는 분산 클라우드 환경에서 특정 마이크로 데이터센터로부터 서비스를 받던 사용자가 다른 지역으로 이동하더라도 지리적으로 가까운 새로운 마이크로 데이터센터로부터 기존의 서비스를 연속적으로 제공할 수 있다. Referring to FIG. 1, a migration control apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention controls target migration and migration by considering a standby time and a resource state in a distributed cloud environment. In addition, the migration control apparatus according to an embodiment of the present invention can continuously provide an existing service from a new micro data center that is geographically close even if a user who has received a service from a specific micro data center in a distributed cloud environment moves to another region have.

본 발명의 한 실시예에 따른 마이그레이션 제어 장치(100)는 모니터링부(110), 선정부(120) 및 제어부(130)을 포함한다. The migration control apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a monitoring unit 110, a selection unit 120, and a control unit 130.

모니터링부(110)는 분산 클라우드 환경에서 가상머신(Virtual Machine, VM)들의 자원 사용량을 측정하고 모니터링한다. 모니터링부(110)는 본 발명의 한 실시예에 따라 그라파이트(Graphite) 모니터링 툴을 통해 CPU 사용량 및 메모리의 사용량을 시간 단위로 측정할 수 있다.The monitoring unit 110 measures and monitors resource usage of virtual machines (VMs) in a distributed cloud environment. The monitoring unit 110 may measure a CPU usage amount and a memory usage amount on a time basis through a graphite monitoring tool according to an embodiment of the present invention.

모니터링부(110)는 본 발명의 한 실시예에 따라 자원 측정부(112) 및 사용량 예측부(114)를 포함한다.The monitoring unit 110 includes a resource measuring unit 112 and a usage predicting unit 114 according to an embodiment of the present invention.

자원 측정부(112)는 가상머신들에 대한 CPU 사용량 및 메모리 사용량 등의 자원 사용량을 측정한다. 그리고, 예측부(114)는 가상머신들에 의해 서비스 실행시간이나 대기시간 등을 예측한다.The resource measuring unit 112 measures resource usage such as CPU usage and memory usage for virtual machines. The prediction unit 114 predicts a service execution time, a waiting time, and the like by the virtual machines.

선정부(120)는 모니터링부(110)에서 측정된 자원 사용량을 이용해 핫스팟(Hotspot)을 감지하고, 핫스팟으로 감지된 서버 내에서 마이그레이션을 실시할 타겟 가상머신을 선정한다. 여기서, 선정부(120)는 핫스팟 감지를 통해 마이그레이션 수행 여부를 결정하고, 대기시간 및 필요한 자원량에 따라 타겟 가상머신을 결정할 수 있다.The selection unit 120 detects a hotspot using the resource usage measured by the monitoring unit 110 and selects a target virtual machine to be migrated in the server detected as a hotspot. Here, the selection unit 120 may determine whether to perform the migration through hot spot detection, and determine the target virtual machine according to the waiting time and the required amount of resources.

선정부(120)는 본 발명의 한 실시예에 따라 핫스팟 감지부(122) 및 가상머신 결정부(124)를 포함한다.The selection unit 120 includes a hot spot detection unit 122 and a virtual machine determination unit 124 according to an embodiment of the present invention.

핫스팟 감지부(122)는 모니터링된 자원 사용량을 기설정된 임계값과 비교하고, 임계값을 초과하는 서버를 핫스팟으로 감지한다.The hot spot detecting unit 122 compares the monitored resource usage with a preset threshold value, and detects a server that exceeds the threshold value as a hot spot.

가상머신 결정부(124)는 핫스팟 감지부(122)에서 핫스팟으로 감지된 서버 내에서 가상머신들의 서비스 실행시간 및 자원 사용량을 고려해서 핫스팟의 원인이 된 가상머신 또는 자원을 결정한다.The virtual machine determination unit 124 determines a virtual machine or a resource that has caused the hot spot in consideration of the service execution time and the resource usage of the virtual machines in the server detected as a hot spot in the hot spot detection unit 122. [

제어부(130)는 타겟 가상머신의 자원 이용률을 고려하여 핫스팟으로 감지된 서버에서 이동 대상 서버로 마이그레이션하도록 제어한다. 제어부(130)는 마이그레이션할 가상머신들 중에 자원 이용률이 높은 가상머신에 우선 순위를 부여하고, 우선 순위가 높은 가상머신을 우선적으로 마이그레이션 하도록 제어할 수 있다.The control unit 130 controls the migration from the server detected as a hot spot to the movement target server in consideration of the resource usage rate of the target virtual machine. The control unit 130 may assign a priority to a virtual machine having a high resource utilization rate among the virtual machines to be migrated and to preferentially migrate a virtual machine having a high priority.

제어부(130)는 본 발명의 한 실시예에 따라 마이그레이션 제어부(132) 및 자원 관리부(134)를 포함한다.The control unit 130 includes a migration control unit 132 and a resource management unit 134 according to an embodiment of the present invention.

마이그레이션 제어부(132)는 마이그레이션할 서버를 결정하고, 해당 서버에서 마이그레이션할 가상머신을 결정하도록 제어한다.The migration control unit 132 determines a server to be migrated, and controls the virtual machine to be migrated in the server.

자원 관리부(134)는 마이그레이션할 가상머신들 중에 자원 이용률이 높은 가상머신에 우선 순위를 부여하고, 우선 순위가 높은 가상머신을 우선적으로 마이그레이션 하도록 자원을 관리한다.The resource management unit 134 assigns a priority to a virtual machine having a high resource utilization rate among virtual machines to be migrated and manages resources to preferentially migrate a virtual machine having a high priority.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따라 마이그레이션 제어 장치가 타겟 가상머신을 결정하여 마이그레이션을 수행하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다. 이하의 흐름도는 도 1의 구성과 연계하여 동일한 도면부호를 사용하여 설명한다.2 is a flowchart briefly illustrating a process of determining a target virtual machine and performing a migration according to an embodiment of the present invention. The following flowchart will be described using the same reference numerals in conjunction with the configuration of Fig.

도 2를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따라 마이그레이션 제어 장치(100)는 분산 클라우드 환경에서 마이크로 데이터센터(Micro Data Center, MDC)들 내의 가상머신의 자원을 측정하고, CPU 사용량 및 메모리의 사용량과 같은 자원 사용량을 모니터링한다(S102).Referring to FIG. 2, according to an embodiment of the present invention, the migration control apparatus 100 measures resources of a virtual machine in a micro data center (MDC) in a distributed cloud environment, And monitors resource usage such as usage (S102).

또한, 마이그레이션 제어 장치(100)는 가상머신들의 서비스 실행시간을 예측한다(S104).In addition, the migration control apparatus 100 predicts the service execution time of the virtual machines (S104).

그리고, 마이그레이션 제어 장치(100)는 자원 사용량과 서비스 실행시간을 바탕으로 마이크로 데이터센터 또는 가상머신들에서 성능 저하가 발생했는지 여부를 판단하고, 자원 사용량과 서비스 실행시간을 바탕으로 마이그레이션 필요한지 여부를 결정한다(S106, S108). Based on the resource usage and the service execution time, the migration control apparatus 100 determines whether performance degradation has occurred in the microdata center or the virtual machines, determines whether migration is necessary based on the resource usage amount and the service execution time (S106, S108).

마이그레이션이 필요하다고 판단된 경우, 마이그레이션 제어 장치(100)는 마이그레이션을 수행할 마이크로 데이터센터 또는 타겟 가상머신을 선정한다(S110). 여기서, 마이그레이션 제어 장치(100)는 측정된 자원 사용량이 기설정된 임계값을 초과하는 핫스팟을 감지해 마이그레이션할 마이크로 데이터센터를 선정하고, 상기 마이크로 데이터센터 내에서 마이그레이션을 실시할 타겟 가상머신을 선정할 수 있다.If it is determined that the migration is necessary, the migration control apparatus 100 selects a microdata center or target virtual machine to perform the migration (S110). Here, the migration control apparatus 100 selects a micro data center to be migrated by detecting a hot spot whose measured resource usage exceeds a preset threshold value, and selects a target virtual machine to be migrated in the micro data center .

그리고, 마이그레이션 제어 장치(100)는 타겟 가상머신의 자원 이용률을 고려하여 자원을 할당하고, 핫스팟으로 감지된 마이크로 데이터센터의 서버에서 이동 대상 서버로 마이그레이션 하도록 제어한다(S112, S114).The migration control apparatus 100 allocates resources in consideration of the resource utilization rate of the target virtual machine, and controls migration from the server of the microdata center detected as a hot spot to the migration destination server (S112, S114).

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따라 분산 클라우드 환경에서 마이그레이션하는 예를 도시한 도면이다. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of migration in a distributed cloud environment according to an embodiment of the present invention.

도 3에서와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따라 마이그레이션 제어 장치(100)는 분산되어 있는 클라우드 환경에서 제1 마이크로 데이터센터(20)로부터 서비스를 받던 사용자가 다른 지역으로 이동하더라도 지리적으로 가까운 제2 마이크로 데이터센터(30)로부터 기존의 서비스를 연속적으로 받을 수 있는 방법을 도출하고 클라우드 환경에서 이슈인 자원을 효율적으로 사용할 수 있도록 한다.As shown in FIG. 3, according to an embodiment of the present invention, even if a user who receives a service from the first micro data center 20 in a distributed cloud environment moves to another region, 2 method from the micro data center 30 to receive the existing services continuously, and efficiently utilize the resource as an issue in the cloud environment.

이하에서는 본 발명의 한 실시예에 따라 마이그레이션 제어 장치(100)가 시간과 자원을 복합적으로 고려해서 마이그레이션하는 과정을 상세히 설명한다.Hereinafter, a process of migrating the migration control apparatus 100 considering the time and resources in a complex manner will be described in detail according to an embodiment of the present invention.

마이그레이션 제어 장치(100)는 마이그레이션을 위한 사전 단계로서, 가상머신들의 자원 사용량을 모니터링하고, 가상머신의 서비스 실행시간을 예측한다. The migration control apparatus 100 monitors the resource usage of the virtual machines and estimates the service execution time of the virtual machine as a preliminary step for migration.

마이그레이션 제어 장치(100)는 마이크로 데이터 센터 내의 자원을 모니터링하고, 마이크로 데이터 센터 내의 가상머신 들의 자원들을 측정한다. 그리고, 마이그레이션 제어 장치(100)는 마이그레이션 할 가상머신의 자원 소비량과 다른 가상머신들의 자원들을 측정한다.The migration control device 100 monitors the resources in the microdata center and measures the resources of the virtual machines in the microdata center. Then, the migration control apparatus 100 measures the resource consumption of the virtual machine to be migrated and the resources of the other virtual machines.

마이그레이션 제어 장치(100)는 아래 수학식1을 통해서 서비스 실행 시간을 예측한다.The migration control apparatus 100 predicts the service execution time through Equation (1) below.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, W는 서비스 실행시간이고, Wq는 대기예측시간이며, E[ST]는 서비스 실행시간을 나타낸다. 그리고, 마이그레이션 제어 장치(100)는 수학식 1에서와 같이, 대기예측시간과 실행시간을 더하여 서비스 실행시간(W)을 도출한다.Here, W is the service execution time, Wq is the waiting prediction time, and E [ST] is the service execution time. Then, the migration control apparatus 100 derives the service execution time W by adding the waiting time and the execution time, as in Equation (1).

그리고, 마이그레이션 제어 장치(100)는 모니터링된 자원 사용량과 서비스 실행시간 등을 고려해서 마이그레이션을 해야 할 상황인지를 판단하고, 마이그레이션 여부를 결정하게 된다.Then, the migration control apparatus 100 determines whether the migration is to be performed in consideration of the monitored resource usage and the service execution time, and determines whether to migrate.

또한, 마이그레이션 제어 장치(100)는 아래의 수학식 2와 수학식 3을 통해서 타겟머신을 선정한다.Further, the migration control apparatus 100 selects the target machine through the following equations (2) and (3).

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서, γ는 대기 서비스의 가능성이고, P(n)은 대기할 확률을 나타내며, Thr은 예측 가능성의 임계값을 나타낸다.Here, γ represents the probability of waiting service, P (n) represents probability of waiting, and Th r represents the threshold of predictability.

마이그레이션 제어 장치(100)는 수학식 2에서와 같이, 포아송 분포 및 지수분포에 따라 서비스 발생량과 서비스 도착률을 구하고, 서비스 도착률에 따른 서비스 이용률을 이용해 대기예측시간을 예측한다.The migration control apparatus 100 obtains the service generation amount and the service arrival rate according to the Poisson distribution and the exponential distribution and predicts the standby time using the service utilization rate according to the service arrival rate.

그리고, 마이그레이션 제어 장치(100)는 대기시간에 따른 대기 가상머신의 수는 아래의 수학식 3을 통해 구할 수 있다.The number of standby virtual machines according to the waiting time of the migration control apparatus 100 can be obtained by the following equation (3).

Figure pat00003
Figure pat00003

여기서, t는 대기 시간이고, Vq는 대기 가상머신들의 수를 나타낸다.Where t is the waiting time and V q is the number of standby virtual machines.

마이그레이션 제어 장치(100)는 수학식 3을 이용해서 대기중인 가상머신의 수를 구한다. 그리고, 마이그레이션 제어 장치(100)는 수학식 3을 이용해서 구한 서버들의 평균 대기시간을 이용해서 평균 이하의 대기시간을 가진 마이그로 데이터 센터 내의 서버를 선택할 수 있다. The migration control apparatus 100 obtains the number of virtual machines waiting by using Equation (3). Then, the migration control apparatus 100 can select a server in the migrated data center having a wait time below the average using the average wait time of the servers obtained using Equation (3).

마이그레이션 제어 장치(100)는 아래의 수학식 4를 이용해서 마이그레이션을 실시한다.The migration control apparatus 100 performs the migration using the following equation (4).

Figure pat00004
Figure pat00004

여기서, Presource는 자원의 우선순위 이며, E[T]는 대기시간이고, E[S]는 서비스 실행 시간을 나타낸다.Here, Presource is the priority of the resource, E [T] is the waiting time, and E [S] is the service execution time.

마이그레이션 제어 장치(100)는 자원을 최우선 순위로 하고 실시간 마이그레이션될 가상머신의 자원 이용률을 비교하여 이용률이 높은 자원 또는 가상머신에 높은 우선순위를 부여한다. The migration control apparatus 100 prioritizes the resources and compares the resource utilization rates of the virtual machines to be migrated in real time to give high priority to resources or virtual machines with high utilization.

이와 같이, 마이그레이션 제어 장치(100)는 핫스팟이 감지되거나 예측되면 그 서버의 가상머신들의 자원 이용률을 토대로 어떤 가상머신과 자원이 핫스팟의 원인이 되었는지를 판단하고, 이를 통해서 실시간으로 마이그레이션할 대상을 결정한다. In this way, when the hotspot is detected or predicted, the migration control apparatus 100 determines which virtual machine and resource cause the hotspot based on the resource utilization rate of the virtual machines of the server, and determines the target to be migrated in real- do.

이때 실시간으로 이동될 가상머신의 자원 이용률은 이동대상 서버에서 요구하는 요구량되고, 핫스팟의 원인이 되는 자원을 최우선 순위로하여 실시간 마이그레이션 될 가상머신의 자원 이용률이 높은 자원부터 높은 우선순위를 부여할 수 있다. At this time, the resource utilization rate of the virtual machine to be moved in real time is a required amount requested by the moving target server, and the resource causing the hot spot is given the highest priority, so that the resource having high resource utilization rate of the virtual machine to be migrated in real- have.

그리고, 마이그레이션 제어 장치(100)는 우선순위가 높은 순서로 각 자원마다 비교하고, 소스 가상머신의 요구량을 만족하는 실시간 이동 대상 서버를 찾아서 마이그레이션을 실시한다. Then, the migration control apparatus 100 compares each resource in the order of higher priority, finds a real-time movement target server satisfying a demand amount of the source virtual machine, and performs migration.

도 4는 종래기술과 본 발명의 한 실시예에 따른 마이그레이션 시간을 비교한 도면이다.FIG. 4 is a diagram comparing migration times according to an embodiment of the present invention and the related art.

도 4를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 마이그레이션 제어 장치(100)를 통한 메모리에 따른 마이그레이션 시간이 기존 마이그레이션 시간 대비 75%이상 향상되었음을 볼 수 있다. 자원 부족 및 서비스의 가변적 상태에 따라 서버에서 마이그레이션 시 가상머신들은 대기시간이 발생하게 된다. 도 4에서와 같이 대기 시간 및 자원을 고려한 마이그레이션은 가상머신들의 성능을 향상시킬 수 있고, 타깃 가상머신을 결정할 수 있어 자원에 따른 비용을 줄일 수 있다.Referring to FIG. 4, it can be seen that the migration time according to the memory through the migration control apparatus 100 according to the embodiment of the present invention is improved by 75% or more compared to the existing migration time. Due to the lack of resources and the variable status of the service, the virtual machines will have latency when migrating from the server. As shown in FIG. 4, the migration considering the latency and the resources can improve the performance of the virtual machines, and the target virtual machine can be determined, thereby reducing the cost of resources.

이와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 마이그레이션 제어 장치는 분산 클라우드 환경에서 대기 시간이나 실행 시간과 자원 상태를 복합적으로 고려하여 타겟 가상머신을 결정함으로써, 마이그레이션을 위한 대기 시간을 최소화하면서 QoS를 보장하고 성능을 향상시켜 효율을 높일 수 있는 환경을 제공한다. As described above, the migration control apparatus according to an embodiment of the present invention determines the target virtual machine by taking into account the standby time, the execution time, and the resource status in the distributed cloud environment, thereby minimizing the waiting time for the migration And provides an environment that improves performance and increases efficiency.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다. 이러한 기록 매체는 서버뿐만 아니라 사용자 단말에서도 실행될 수 있다.The embodiments of the present invention described above are not implemented only by the apparatus and method, but may be implemented through a program for realizing the function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded. Such a recording medium can be executed not only on a server but also on a user terminal.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

Claims (8)

마이그레이션 제어 장치가 분산 클라우드 환경에서 자원할당을 위해 가상머신의 마이그레이션을 제어하는 방법에서,
데이터센터의 가상머신들의 자원 사용량을 시간단위로 측정하여 모니터링하는 단계,
측정된 상기 자원 사용량이 기설정된 임계값을 초과하는 핫스팟을 감지하고, 상기 핫스팟으로 감지된 서버 내에서 마이그레이션을 실시할 타겟 가상머신을 선정하는 단계, 그리고
상기 타겟 가상머신의 자원 이용률을 고려하여 상기 핫스팟으로 감지된 서버에서 이동 대상 서버로 마이그레이션하는 단계
를 포함하는 분산 클라우드 환경에서의 마이그레이션 제어 방법.In a method for a migration control device to control the migration of a virtual machine for resource allocation in a distributed cloud environment,
Monitoring and monitoring the resource usage of the virtual machines in the data center on a time unit basis,
Detecting a hot spot in which the measured resource usage exceeds a predetermined threshold value and selecting a target virtual machine to be migrated in the server detected as the hot spot, and
Migrating from the server detected as the hot spot to the movement target server in consideration of the resource utilization rate of the target virtual machine
The method comprising the steps of: 제1항에서,
상기 모니터링하는 단계는,
상기 가상머신들에 대한 CPU 사용량 및 메모리 사용량을 시간 단위로 측정하고, 서비스 실행 시간을 예측하는 단계
를 포함하는 분산 클라우드 환경에서의 마이그레이션 제어 방법.The method of claim 1,
Wherein the monitoring comprises:
Measuring CPU usage and memory usage for the virtual machines in units of time and predicting the service execution time
The method comprising the steps of: 제2항에서,
상기 타겟 가상머신을 선정하는 단계는,
상기 핫스팟으로 감지된 서버 내에서 가상머신들의 상기 서비스 실행시간 및 상기 자원 사용량을 고려해서 핫스팟의 원인이 된 가상머신과 자원을 결정하는 단계
를 포함하는 분산 클라우드 환경에서의 마이그레이션 제어 방법.3. The method of claim 2,
Wherein the step of selecting the target virtual machine comprises:
Determining a virtual machine and a resource that are the cause of the hot spot in consideration of the service execution time and the resource usage of the virtual machines in the server detected as the hot spot;
The method comprising the steps of: 제3항에서,
상기 서비스 실행시간은, 대기 예측 시간을 포함하며,
상기 대기 예측 시간은,
포아송 분포 또는 지수분포에 따라 구해진 서비스 발생량 또는 서비스 도착률에 따른 서비스 이용률을 이용하여 도출하는 분산 클라우드 환경에서의 마이그레이션 제어 방법.4. The method of claim 3,
Wherein the service execution time includes an atmospheric predicted time,
The waiting prediction time is a time
A method of controlling migration in a distributed cloud environment that derives service utilization based on Poisson distribution or exponential distribution or service utilization rate according to service arrival rate. 제4항에서,
상기 마이그레이션하는 단계는,
가상머신들의 자원 이용률을 비교하고 상기 자원 이용률이 높은 가상머신에 우선순위를 부여하는 단계
를 포함하는 분산 클라우드 환경에서의 마이그레이션 제어 방법.5. The method of claim 4,
Wherein the migrating comprises:
Comparing the resource utilization rates of the virtual machines and giving priority to the virtual machines having the high resource utilization rates
The method comprising the steps of: 분산 클라우드 환경에서 가상머신들의 자원 사용량을 시간단위로 측정하여 모니터링하는 모니터링부,
상기 자원 사용량을 이용해 핫스팟을 감지하고, 상기 핫스팟으로 감지된 서버 내에서 마이그레이션을 실시할 타겟 가상머신을 선정하는 선정부, 그리고
상기 타겟 가상머신의 자원 이용률을 고려하여 상기 핫스팟으로 감지된 서버에서 이동 대상 서버로 마이그레이션하도록 제어하는 제어부
를 포함하는 분산 클라우드 환경에서의 마이그레이션 제어 장치.A monitoring unit that measures and monitors resource usage of virtual machines on a time basis in a distributed cloud environment,
Detecting a hot spot using the resource usage, selecting a target virtual machine to be migrated in the server detected as the hot spot, and
A controller for controlling the migration from the server detected as the hot spot to the movement target server in consideration of the resource utilization rate of the target virtual machine
The migration control apparatus comprising: 제6항에서,
상기 선정부는,
모니터링된 자원 사용량을 기설정된 임계값과 비교하고, 임계값을 초과하는 서버를 핫스팟으로 감지하는 핫스팟 감지부, 그리고
상기 핫스팟으로 감지된 서버 내에서 가상머신들의 서비스 실행시간 및 상기 자원 사용량을 고려해서 핫스팟의 원인이 된 가상머신 또는 자원을 결정하는 가상머신 결정부
를 포함하는 분산 클라우드 환경에서의 마이그레이션 제어 장치.The method of claim 6,
Wherein the selecting unit comprises:
A hot spot detection unit for comparing the monitored resource usage with a preset threshold value and detecting a server that exceeds the threshold value as a hot spot, and
A virtual machine determining unit for determining a virtual machine or a resource that has caused a hot spot in consideration of a service execution time of the virtual machines and the resource usage amount in the server detected as the hot spot;
The migration control apparatus comprising: 제7항에서,
상기 제어부는,
마이그레이션할 가상머신들 중에 자원 이용률이 높은 가상머신에 우선 순위를 부여하고, 상기 우선 순위가 높은 가상머신을 우선적으로 마이그레이션 하도록 제어하는 분산 클라우드 환경에서의 마이그레이션 제어 장치.8. The method of claim 7,
Wherein,
A migration control device in a distributed cloud environment that assigns a priority to a virtual machine having a high resource utilization rate among virtual machines to be migrated and controls to preferentially migrate the virtual machine having a high priority.
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